De bodem pH Theorie
B2
De pH is een maat voor de zuurtegraad van de bodem. Ze hangt af van de concentratie aan protonen (H3O+ - ionen) aanwezig in de bodemoplossing: hoe meer protonen er in een bodem aanwezig zijn, hoe zuurder de bodem, en hoe minder protonen hoe basischer de bodem. In theorie kan een meting van de pH variëren van 0 tot 14 op een logaritmische schaal: een pH van 7 wordt als neutraal beschouwd. Een meting lager dan deze waarde geeft aan dat de bodem “zuur” is, een hogere meting toont een “basische” bodem aan. Voor bodems bevindt de pH zich meestal ergens tussen de extreme waarden 5 en 8,5. De pH van de bodem heeft invloed op drie belangrijke eigenschappen van de bodem: de biodisponibiliteit van nutriënten en toxische elementen, de biologische activiteit en de stabiliteit van de bodemstructuur
pH-H2O en pH-KCl
In de praktijk kunnen laboratoria 2 verschillende analyses uitvoeren ter bepaling van de bodem-pH: • De pH-H2O (of water-pH) wordt bepaald door de zuurtegraad te meten in een mengsel van bodem met water in een verhouding van 1 op 5. De bekomen waarde is een maat voor de concentratie aan protonen in de bodemoplossing • De pH-KCl wordt bepaald door pH-meting van een bodemstaal na toevoeging van kaliumchloride (KCl); Het kaliumchloride verdrijft de aanwezige ionen van het bodemcomplex zodat deze vrijkomen in de bodemoplossing. De pH-KCl geeft dus de potentiele zuurtegraad van een bodem weer. De hoeveelheid protonen die door het bodemcomplex vrijgesteld worden. De pH-KCl zal dus altijd lager zijn dan de pH-H2O. In Belgische laboratoria wordt meestal de pH-KCl bepaald, in Frankrijk is het bepalen van de pH-H2O gebruikelijker wat resulteert in sterke verschillen in termen van streefwaarden tussen beide landen
bodem pH en de beschikbaarheid van nutriënten en toxische elementen
De bio-beschikbaarheid van macro- (N,P,K) en oligo-elementen (boor, koper, zink…) in de bodem is afhankelijk van hun voorkomen in de bodem en van de CEC (kation-omwisselingscapaciteit). Maar hun beschikbaarheid is eveneens afhankelijk van de pH. Dit wordt op de figuur hiernaast duidelijk gemaakt (hoe breder de balk, hoe hoger de biobeschikbaarheid van het element). Een te hoge pH reduceert de beschikbaarheid van fosfor en bepaalde oligo-elementen (ijzer, mangaan, boor, koper en zink) Wanneer de bodem pH (pH-KCl) gelegen is in het gebied 5,5 – 6,0 zal de oplosbaarheid en dus opneembaarheid van de meeste essentiële voedingselementen in de bodem hoog tot bijna maximaal zijn.
Invloed van de pH op de beschikbaarheid van nutriënten
(bron: Een geïntegreerde kijk op N-bemesting van vollegrondgroenten (inagro)).
pH en bodemstructuur
De pH heeft een indirecte invloed op de bodemstructuur. Door het toedienen van basische meststoffen wordt calcium - geassocieerd aan de basen die protonen dienen te neutraliseren - toegediend aan de bodem. Afhankelijk van de chemische eigenschappen en de korrelgrootte van de toegediende kalk zal het calcium zich sneller of trager vrijstellen. Het vrijgestelde calcium zal bruggen vormen met het bodemcomplex waardoor de bodemstructuur verbetert. Dit effect is het meest uitgespro- Korrelvormige aggregaten duiden op ken in leem- en een gunstige bodemstructuur. zandleemgronden (verslemping), en zelfs significant in zware bodems. Een goede bodemstructuur is gunstig voor de circulatie van lucht en water in de bodem, het verbetert ook de doorworteling in de bodem.
pH en biologische activiteit
De biologische activiteit in een bodem is sterk afhankelijk van de pH. De diversiteit, overvloed en activiteit van de microflora (Bacteriën, schimmels, mycorhyzen…) is afhankelijk van de pH. Voor elke soort bestaat er een optimale pH. De bacteriële activiteit neemt bijvoorbeeld af wanneer de pHKCl onder de 5,5 daalt. Een pH(water) van 7 is optimaal voor de bacteriële activiteit, die op z’n beurt verantwoordelijk is voor de omzettingen van organisch materiaal in de bodem. Ook voor regenwormen is een neutrale pH optimaal. Een goede biologische activiteit is belangrijk voor het functioneren en voor de vruchtbaarheid van de bodem (evolutie van het organisch materiaal, mineralisatie, fixatie van luchtstikstof via symbiose, bodemstructuur, voorkomen van pathogenen, etc..). Om een optimale biologische activiteit te bekomen dient men te streven naar pH-waarden die dicht aan leunen bij een neutrale pH.
Voorkeur van gewassen met betrekking tot bodem pH
Wanneer mogelijk moet men rekening houden met eventuele voorkeuren van de gewassen in de rotatie met betrekking tot de bodem-pH: - Neutraal tot licht basisch milieu: gerst, bieten, veldboon, luzerne, koolgewassen, selder, groenten - Neutraal tot licht zuur milieu: maïs, haver, erwten, vlas - Licht zuur milieu: aardappelen, rogge, tabak, chicorei, aardbeien, asperges Tarwe, klaver en raaigrasen zijn onverschillige gewassen (6.5 < pH-water < 7.5).
Wat is de optimale pH voor mijn bodem?
De optimale zuurtegraad zal afhangen van het bodemtype en van de gebruikte teeltrotatie. In Weilanden worden hierbij vaak apart behandeld omdat deze zeer tolerant zijn ten aanzien van extreme bodem-pH’s. Het provinciaal laboratorium van de provincie West-Vlaanderen, gesitueerd te Beitem, geeft als streefwaarden voor de meest voorkomende bodems in België de volgende waarden (uitgedrukt in pH-KCl):
akkerland
weiland
Zand
5,0 – 5,5
4,7 - 5,1
Zandleem
5,5 – 6,0
5,2 – 5,6
Leem
6,0 – 6,5
5,4 – 6,1
Klei
7,0 – 7,5
5,5 – 6,4
In Frankrijk bestaan verschillende werkwijzen. In het algemeen streeft men ernaar om in een groot aantal regio’s aluminiumtoxiciteit te vermijden. Hiervoor is het cruciaal dat de bodem-pH boven de 5,5 gehouden wordt (pH-H2O). Idealiter ligt de pH-H2O tussen de waarden 6,2 en 6,6. Tussen deze waarden is de bio-beschikbaarheid van nutriënten het grootst. In kwetsbare leemgronden, en bij rotaties met bieten liggen de bekalkingsbehoeften van de bodem hoger dan gewoonlijk. Naast pH-regulatie is het objectief van bekalking hier eveneens het verbeteren van de bodemstructuur door het toedienen van calcium. In deze context kan de bekalkingsbehoefte niet enkel afgestemd worden op de pH, maar moet het kalkgehalte in de bodem eveneens in beschouwing genomen worden: • In zand en kleibodems wordt een pH tussen de 6,8 en 7 vooropgesteld. In kleiige leemgronden is een pH tussen de 7 en 7,3 optimaal, en in leem en zandleemgronden streeft men best naar een pH tussen de 7,2 en 7,5 (uitgedrukt in pH-H2O). • Op verslempinggevoelige percelen is het aangewezen een reserve van minstens 3‰ aan calciumcarbonaten te behouden. De verzadigingsgraad ervan op het klei-humuscomplex van de bodem moet hoger dan 80 % blijven. Voor weilanden kan men zich op onderstaande tabel baseren : pH (water)
Lager dan 5,4
van 5,4 tot 5,8
van 5,8 tot 6,2
Hoger dan 6,2
verzadigingsgraad (Ca/CEC of Ca/T)
< 40%
40 à 60%
60 à 75%
> 75%
Permanent weiland
Bekalken nodig
onderhoudsbekalking
Geen onmiddellijke actie nodig
Geen onmiddellijke actie nodig
Tijdelijk weiland
Dringend bekalken
Bekalken nodig
onderhoudsbekalking
Geen onmiddellijke actie nodig
Pierre Mortreux / Chambre d’agriculture de région du Nord Pas de Calais
Bodems verzuren
Het bodemleven, de aanvoer van ammoniak- of ureumhoudende meststoffen en zure regens, creëren een aanvoer van protonen, en dus een verzuring van de bodem. pH-wijzigingen in de bodem – met een natuurlijke of humane oorzaak – variëren in intensiteit afhankelijk van het bufferend vermogen van de bodem. Dit bufferend vermogen wordt voornamelijk bepaald door de gehaltes aan klei en organisch materiaal (CEC) in de bodem, maar ook de aanwezigheid van calciumcarbonaten (CaCO3) speelt hierbij een belangrijke rol. De negatieve ladingen op het klei-humuscomplex in de bodem kunnen protonen vastleggen en tijdelijk hun concentratie in de bodemoplossing temperen. (Een pH-verhoging zal in bodems met hoge CEC een sterkere bekalking vereisen). Calciumcarbonaat (van nature aanwezig of aangevoerd door bekalken) stelt op zijn beurt CO32-- ionen vrij wanneer het oplost: deze ionen neutraliseren de aanwezige protonen en stabiliseren de pH van de bodem. Om snelle pH-dalingen te vermijden is het dus belangrijk om een voldoende reserve aan kalk in de bodem te behouden, zonder daarbij de pH te veel te doen stijgen. (pH(H2O) van 7,5 niet overstijgen in niet-kalkbodems).
Hoe de pH in mijn bodem beheren?
Behalve in kalkhoudende bodems daalt de pH van nature. Voor onderhoudsbekalking worden de jaarlijkse behoeften geschat op 250 – 400 zbw/ ha. In deze bodems, in functie van de pH en het kalkgehalte (bekomen via labo–analyse), het geteelde gewas, en het bodemtype, zijn er verschillende beheerstrategieën mogelijk: • de pH en het kalkgehalte worden als gunstig ervaren: er is geen onmiddellijke interventie nodig. • de pH is zeer laag: een interventie met het oog op pH herstel dient dringend uitgevoerd te worden, gebruik makend van producten die snel effect hebben (kalk, schuimaarde, fijngemalen krijt…). • De pH is aan de lage kant en er is geen kalkreserve in de bodem : de pH zal blijven dalen, voorzie een onderhoudsbekalking binnen een kort tijdsbestek. • De pH is voldoende hoog, maar er is geen basereserve in de bodem : breng pH-verhogende producten aan met een langzame werking (korrelkalk) of geassocieerd met een zwakke base (gips) om calcium toe te dienen zonder de pH te sterk te doen stijgen.
Wanneer de aanvoer van basische elementen gerechtvaardigd is, zal de keuze voor een product gemaakt worden in functie van de behoefte van de bodem (interventie, onderhoud, kalkreserve) en de prijs. De pH-stijging zal dan bepaald worden door het bodemtype, de neutraliserende (zuurbindende) waarde van het product en de werkingssnelheid: • De behoefte aan bekalking is evenredig met de CEC van de bodem (gehalte aan klei en humus). Dus, hoe hoger het bufferend vermogen van de bodem, hoe meer bekalking nodig is voor eenzelfde pH-stijging. • De zuurbindende waarde van een product geeft het vermogen van een product om de pH te doen stijgen. Ze wordt gedefinieerd als de hoeveelheid calciumoxide (CaO) die nodig is om dezelfde neutraliserende werking te hebben als 100 kg van het beschouwde product (Voor producten die geen magnesium bevatten komt dit overeen met hun CaO-gehalte, bij producten die magnesium bevatten moet men ook de basen geassocieerd aan dat magnesium in rekening brengen). • Bovendien is het van belang de werkingssnelheid van het toegediende product te kennen (vooral wanneer een snel pH-herstel nodig is). Vermalen producten (gebluste of ongebluste kalk) alsook (in mindere mate) producten in schuimvorm, hebben een zeer snelle werking. Bij harde, korrelvormige producten hangt de werkingssnelheid af van de oplosbaarheid van calcium en de grofheid van de korrel.
Zuurbindende waarde (zbw) nodig om de bodem-pH met 1 punt te doen stijgen
Bodemtype
zbw/ha
zand
1500 -2500
zandleem
2000 - 3000
leem
2000 - 3000
klei
3000 - 4000
Bron : Pierre Mortreux / Chambre d’agriculture de région NPDC / Toelichting resultaten MTR versie 2008 (Inagro)
Protégeons nos sols Union Européenne – FEDER Europese Unie - EFRO
PROSENSOLS
Bescherm onze bodems
Interreg efface les frontières Interreg doet grenzen vervagen
